Question

【題目】為研究氮元素對植物光合作用的影響，科研人員利用缺氮的完全培養液培養玉米幼苗，一段時間后，分別測定各組玉米幼苗的氣孔導度（氣孔對水蒸氣、CO2等氣體的傳導度）和凈光合速率相對值，將結果繪成曲線如下。請據圖分析回答：

（1）隨著培養液中氮濃度的增加，氣孔導度_____，凈光合速率_________。玉米幼苗生長發育所需的最適氮濃度為______mmol/L。

（2）培養液中氮濃度為4 mmol/L時，葉綠體光反應階段產生的O2_______（填“部分”或“全部”）擴散到線粒體中被消耗掉，原因是_______________。

（3）當培養液中氮濃度由12 mmol/L增加到16mmol/L時，玉米幼苗葉肉細胞的胞間CO2濃度變化趨勢是______（填“降低”、“升高”或“不變”），合理的解釋是______________。

（4）沙塵天氣影響玉米生長。一方面沙塵導致光照減弱直接影響葉綠體中_____的產生，另一方面沙塵堵塞氣孔影響暗反應階段的_____，導致光合作用速率下降。

Answer 1

【答案】 先增加后不變 先增加后降低 8 部分 光合作用產生O2速率大于呼吸作用消耗O2速率（或凈光合速率大于0） 升高 氣孔導度不變，但凈光合速率下降，CO2消耗速率降低 ATP和[H] CO2固定

【解析】【試題分析】

本題考查光合作用過程中的物質變化、影響光合作用的因素等知識點。據圖分析可知，隨著培養液中氮濃度的增加，凈光合速率逐漸增加，在8 mmol/L左右時最高，之后逐漸減少；氣孔導度先增加后不變。光合作用的光反應階段產生的[H]和ATP可用于暗反應中C3的還原。實際光合速率＝凈光合速率＋呼吸速率。據此答題。

（1）據圖可知，隨著培養液中氮濃度的增加，氣孔導度先增加后不變；凈光合速率先增加后降低；氮濃度為8 mmol/L時，凈光合速率最大，可推知玉米幼苗生長發育所需的最適氮濃度為8 mmol/L。

（2）據圖可知，培養液中氮素濃度在4mmol/L的條件下，凈光合速率大于零，光合作用產O2速率大于呼吸作用消耗O2速率，所以玉米幼苗葉肉細胞中，葉綠體在光反應階段產生的O2，只有一部分能擴散到該細胞的線粒體中被消耗掉，其余的O2會釋放到細胞外。

（3）當培養液中氮濃度由12 mmol/L增加到16mmol/L時，氣孔導度不變，但凈光合速率下降，CO2消耗速率降低，所以此時玉米幼苗葉肉細胞的胞間CO2濃度變化趨勢是升高。

（4）一方面沙塵導致光照減弱直接影響葉綠體中ATP和[H] 的產生，另一方面沙塵堵塞氣孔影響暗反應階段的CO2固定，導致光合作用速率下降。